武汉市南湖大道交通噪声监测与分析.docx
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武汉市南湖大道交通噪声监测与分析
武汉市南湖大道交通噪声监测与分析报告
0前言
随着城市经济的发展，人们的生活水平不断提高，城市汽车保有量不断上升。
随着城市车流量的急剧增加，城市道路交通噪声污染也日益严重，已逐渐成为我国城市环境的一大公害，严重影响着城市居民的正常生活和身心健康，成为社会关注的焦点。
城市环境噪声的主要来源有交通噪声、工业噪声、建筑噪声和公共活动噪声。
我国目前对城市居民影响最大的噪声是交通噪声,约占各类城市噪声的35%[1]。
据统计,我国80%以上的大中城市,交通干线昼间噪声等效声级都超过70dB（A）。
而且近年来,噪声的污染有向郊区和城镇扩散的趋势。
交通噪声主要来自交通运输工具的行驶、振动和鸣笛等,如载重汽车、公共汽车等大型车辆在行进时,噪声为89～92dB（A），高峰时车流噪声接近100dB（A），严重影响着人们正常的生活和身心健康，对社会经济的发展也有一定的危害。
武汉市是湖北省的省会城市，也是省内乃至全国交通最为繁重的城市之一。
随着武汉市城市建设和经济的不断发展,城市规模的扩大,交通运输量的增加,噪声污染问题日益突出，这将会影响武汉市经济的健康发展，因此我们有必要对对武汉道路交通噪声进行一番研究，并为解决交通噪声问题提供一些合理的建议，使之得到有效的解决。
1研究区域概况
1.1武汉市简介
武汉市是湖北省省会。
华中地区最大都市及中心城市，中国长江中下游特大城市。
世界第三大河长江及其最长支流汉江横贯市区，将武汉一分为三，形成了武昌、汉口、汉阳三镇隔江鼎立的格局，唐朝诗人李白在此写下“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”，因此武汉自古又称“江城”。
1.1.1地理区域概况
武汉位于江汉平原东部，地处东经113°41′-115°05′，北纬29°58′-31°22′，东端在新洲区柳河乡将军山，西端为蔡甸区成功乡窑湾村，南端在江夏区湖泗乡刘均堡村，北端至黄陂区蔡店乡下段家田村。
因长江与其最大的支流汉水交汇于此，故而隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三地被俗称武汉三镇。
武汉东与黄冈市的团风县、鄂州市的华容区、梁子湖区、黄石市的大冶市接壤，南与咸宁市的嘉鱼县、咸宁市区相连，西与荆州市的洪湖市及仙桃市（省辖县级市）毗邻，北与孝感市的孝南区、孝昌县、大悟县、汉川市及黄冈市的红安县、麻城市相接，形似一只自西向东的蝴蝶形状。
在中国经济地理圈内，武汉处于优越的中心位置是中国地理上的“心脏”，故被称为“九省通衢”之地。
武汉全境面积达8494平方公里，为湖北省面积的4.6%。
七个城市辖区面积863平方公里，外环以内面积1171.70平方公里，武汉三环线（中环线）内的城区面积684平方公里。
截至2010年底建成区面积为500平方公里。
十三个辖区中黄陂区面积最大为2261平方公里，江汉区面积最小为33平方公里，城区中洪山区面积最大达502平方公里。
1.1.2社会环境概况
2009年武汉共有常住人口910万，户籍人口838万人，是中部六省人口规模最大的城市。
人口平均预期寿命79.9岁，65岁以上老年人近300万人比例25%。
根据第六次人口普查数据，2010年11月1日零点为标准时点，武汉市常住人口978.539万，较10年前的830万增长17.89%。
2008年9月27日上午，湖北省政府召开新闻发布会通报，《武汉城市圈资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验总体方案》已获国务院批复。
这标志着武汉城市圈“两型社会”改革试验已进入全面实施阶段，对湖北的改革发展具有里程碑意义。
随着武汉城市圈的全面实施，武汉与城市圈8个城市将形成“一小时交通圈”，来往武汉的车辆将更加多，武汉市的道路交通压力将更加繁重，道路交通噪声的影响将更加突出，因此如何解决武汉市道路交通噪声问题也是武汉市在建设两型社会中不得不重点考虑的一个环境问题。
图一武汉市在中国的位置
1.2武汉市公路交通概况
武汉市公路总里程达到1.1039万公里（含通村公路）。
通过武汉市境内的国道/省道有316、318、106、107国道以及16条省道在此交汇。
通过武汉市境内的高速公路有G4（京港澳）、G42（沪蓉，包括汉宜高速）、G4201（武汉外环）、G50（沪渝，包括武黄高速）、G70（福银，包括汉十高速）、G45（大广）；S1（岱黄）、S2（汉孝）、S3（武麻）、S5（武英）、S7（汉鄂）、S8（关豹）、S11（青郑）、S12（武嘉）、S13（武监，包括汉洪高速）、S15（汉蔡）、S17（汉孝（在建））、S18（机场高速），S19（机场第二高速（在建））；和左高速、六武高速（在建）、武汉三环线高速等高速公路。
武汉内环线、二环线完全建成后将成为城市快速路。
武汉是湖北省客运中心，现拥有傅家坡、宏基、金家墩、新荣村和杨春湖五个省级长途汽车客运中心。
武汉是我国的主要交通要道。
国道106、107、316、318及已建成的京珠、沪蓉高速公路、汉宜高速公路在武汉交汇。
每天，武汉过境车辆达10万辆。
市境内里程250公里，在册通车里程2974.2公里，长途客运班线一千多条，日发班次达3500个，客货运输辐射全国20多个省市区。
市区内共有公交线路230条，线路总长度4000多公里，公共汽、电车达4500台。
出租汽车1.6万辆，中巴客运车361台。
万人拥有公交车辆12.9台，在全国大城市中居领先水平。
武汉市机动车拥有量持续增加，就目前总量而言，已经达到了72万辆，同比增长11％。
其中，7个中心城区拥有量为50万辆，每千人拥有150辆。
主城区中，汉口机动车拥有量最多，约为25万辆，占主城区的57％。
最新公布，2006年底，武汉市私人机动车拥有量为45多万辆，年增长率为14％。
其中，私家车比2005年增长36%，达20万辆。
私人摩托车有24万辆，主要受主城区限制摩托车上牌的交通政策影响，增速明显缓慢[1]。
目前，武汉市高峰小时流量大于5000辆的路口已经达到60个，远远超过每小时3000辆的设计通行能力。
武汉长江大桥和长江二桥这两座主要的跨江大桥白天平均每小时的车流量均已超过设计通过能力的50%以上。
而且，近年来，武汉市机动车辆以每年１４％以上的速度递增，而汉口、武昌和汉阳三个中心城区的道路的改建和扩建，因囿于地理空间的限制而仅以不到2%的速度递增。
武汉城区的道路交通流量，主要集中在以跨越长江、汉江桥梁为中心的交通走廊及重要干道上。
其中，城区主干道承担了全市道路流量的七成左右。
中心城区道路交通流量持续增加，交通拥堵状况进一步加剧。
汉口中心城区路网密度较大，交通出行均衡地分布在主、次干道上；武昌中心城区受湖泊和山体分割及城市格局的影响，交通出行主要分布在联系青山区与武昌区的南北向干道，以及与向东出城道路相连的东西向干道上。
1.3武汉市交通噪声概况
2006年武汉市区域环境噪声声源主要有：
生活噪声源占79.1%，交通噪声源占12.8%，工业噪声源占7.6%，其他噪声源占0.5%。
武汉市道路交通噪声监测路段共74条主干道，共设197个测点，监控路段总长度226．20公里；区域环境噪声监测网格210个，累计监测面210平方公里。
近年来，武汉市在车流量不断上升（2000年2107辆／小时，2002年2224辆／小时）的情况下，交通噪声反而从九五末期2000年的72.5dB（A）下降到2002年的70.7dB（A）。
尽管如此，2002年度在全国47个环境保护重点城市中，武汉市道路交通噪声等效声级排列倒数第二（仅有3个城市道路交通噪声等效声级超过70dB（A））。
区域环境噪声逐年下降，至2000年7个中心城区已降至54.7dB（A），达标率为88.6﹪。
在区域噪声构成中，交通噪声仅次子生活噪声，占17﹪。
但是，噪声扰民仍是群众反映的热点问题，位于居民区的餐饮、娱乐设施及施工噪声一直是居民投诉的焦点，部分地区的航空、铁路交通噪声扰民严重。
“九五”期间，噪声扰民的信访占66.6﹪，居其他环境污染来信的首位。
2002年武汉市七个主城区道路交通噪声等级声级均值为70.7dB（A）。
平均背景值L90为64.6dB（A），平均中值L50为68.6dB（A），平均车流量为2224辆／小时。
交通干道等效声级最高值为75.8dB（A），出现于长江大桥武昌桥头堡测点。
2006年，城市交通干线噪声平均值为69.5分贝，达到交通干线两侧功能区噪声标准，比上年下降0.2分贝。
达标路段长度占监测干道总长度的64.5%，比上年上升了11.9个百分点。
14条主要干道中，达标干道有汉阳大道、临江大道、沿河大道、中山路、建设大道、中山大道、沿江大道、鹦鹉大道、解放大道，未达标干道有徐东大街、长江大桥、冶金大道、和平大道、江汉二桥[2]。
1.4南湖大道交通噪声状况
南湖大道位于洪山区，是贯穿南湖延岸的主要交通干线，西起与李纸路交汇处，东到与光谷大道的交汇处，是连接南湖花园城与武汉市光谷高新技术开发区的主要干道，车流量不是很大，白天主要是客车为主，特别是小客车；夜晚基本上没有什么车，以货车为主，由于周边主要是居民区和文教区，交通的高峰期主要在市面民的上下班时间和中午学校放学时分。
图二南湖大道在武汉市的地理位置
2城市道路交通噪声的产生及危害
环境噪声，是人们不愿意听到的声音，从物理学观点讲,就是各种不同频率和声强的声音无规律的杂乱组合;从生理学观念来看,就是干扰人们休息、学习和工作的声音[1]。
工矿企业、交通运输、商业经营，文化娱乐，以及人们的各种社会活动产生的噪声，已经同大气污染、水污染和生活垃圾一样，已经成为一种严重的社会公害。
2.1城市交通噪声的产生
在城市交通中，例如行驶车辆的鸣笛、刹车以及车辆的启动等等，都会产生噪声，都会大大超过环境的本底噪声水平。
城市道路交通产生的原因具体归纳有以下几点：
一、交通车辆的快速行驶和喇叭噪音污染。
车辆在行驶的过程中，为了避免碰撞，司机只有通过按喇叭来引起对方注意，噪声也就产生了[3]。
二、交通车辆轮胎与地面之间的泵气产生的早已污染。
当车速v<50km/h时，交通噪声主要来源于汽车的动力系统噪声；当车速v>50km/h时，交通噪声主要来源于车辆轮胎与地面之间的泵气噪声，汽车马达的一部分输出功率转化为噪声和震动，重车的噪声和震动比小车大。
三、城市的道路设计不够科学规范，缺少一定的防范措施。
2.2城市交通噪声的危害
随着社会经济的发展，人民生活水品的提高，城市车流量的急剧增加，由此而产生的道路交通噪声也愈来越大，对人们生活的影响也愈来越大。
一、道路交通噪声对人的生理、心理的影响
高分贝的、长时间的道路交通噪声会损伤人的听力，导致人体循环系统异常，内分泌失调，可引起心脏病、脑血管疾病、消化系统疾病、神经系统疾病等多种疾病。
同时，高分贝的、长时间的道路交通容易导致人们心情紧张、情绪变坏，并且严重影响人们的休息和睡眠质量。
据研究，在40~45dB的噪声刺激下，睡着人的脑电波开始出现觉醒信号，这就是说40~45dB的噪声会干扰人的正常睡眠；对于突发性的噪声在40dB时可使10%的人惊醒，60dB则使70%的人惊醒。
长此以往，人们就会感到烦躁，注意力不集中，容易疲劳，影响工作质量[4]。
二、道路交通对建筑物的损坏
据有关数据显示，道路交通噪声对建筑物有一定的损害作用。
当建筑物的固有频率与噪声频率一致时，就会引起共振，是建筑物受到破坏，抗震能力下降，甚至倒塌。
三、道路交通对经济的影响
道路交通噪声引起的社会成本的增加表现在住宅价格的降低、消除噪音费用的增加、分为有限的资源重新安排空间等费用的增加等方面、
四、道路交通噪声容易引发交通事故
司机在长时间的噪声环境中开车，容易产生疲劳现象，思维紊乱，分散注意力，从而引发交通事故；行人在穿越马路时，噪声会影响其判断力，从而引发交通事故。
3监测实验过程
3.1实验目的
本实验通过测量南湖大道的交通噪声，了解其对周边环境的影响，从而为治理南湖大道的交通噪声提供合理的建议，还城市居民一个舒适的生活环境。
3.2实验监测标准
本实验参考的是中华人民共和国《声学环境噪声测试方法—道路交通测量》（GB/T13222－94）[5]，测量道路交通噪声的测点应选在市区交通干线一侧的人行道上，距离马路沿20cm处，此处离两交叉路口应大于50m，交通干线是指机动车辆每小时的流量不小于100辆。
这样，该测点的噪声可用来代表两路口间该段马路的噪声。
同时记录不同车种车流量（辆/时）。
测量结果可参照有关规定绘制交通噪声污染图，并以全市的各交通干线的等效声级和统计声级的算数平均值、最大值和标准偏差来表示全市的交通噪声水平，并用于城市间交通噪声的比较。
3.3噪声监测中涉及的术语
3.3.1A声级
用A计权网络测得的声级，用LA标识，单位dB。
3.3.2等效声级
在某规定时间内A声级的能量平均值，又称等效连续A声级，用LAeq表示，单位为dB。
按此定义此量为：
LAeq=10lg
………………………………
（1）
式中：
ＬA──t时刻的瞬时声级；Ｔ──规定的测量时间。
当测量是采样测量，且采样的时间间隔一定时，式
（1）可表示为：
LAeq=10lg
………………………………
（2）[6]
式中：
ＬAi──第Ｉ次采样测得的A声级；n──采样总数。
3.3.3昼夜等效声级
昼夜等效声级也称日夜平均声级，用符号Ldn表示，反映的是社会噪声——昼夜的变化情况，表达式：
Ldn=10lg
式中：
Ld——白天的等效声级，时间是从6：
00—22：
00，共16个小时；
Ln——夜间的等效声级，时间是从22：
00到第二天的6：
00，共8个小时。
3.3.4噪声污染级
在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量，更能反映实际的污染程度，即噪声的污染级，用LNP表示，表达式：
LNP=Leq+Kσ[7]
式中：
K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56；
σ——测定过程中瞬时声级的标准偏差。
3.4监测噪声常用仪器
在我们平常的噪声监测中用到的环境噪声监测仪器为积分平均声级计或环境噪声自动监测仪,其性能应不低于GB3785和GB/T17181对2型仪器的要求。
在老的声级计标准中，将声级计按准确度等级分为0型、1型、2型和3型。
新的声级计标准将声级计按准确度等级分为1级和2级，它们与老的1型和2型相当，不再有0型和3型。
本实验测量噪声用的是新的声级计，采用的是2级准确度。
3.4.1声级计的工作原理
声级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波线路和指示电表、电源等部分组成，其构造如下：
声级计的工作原理如图
（声级计方框图）所示。
被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，然后经衰减器、放大器以及相应的计权网络、滤波器，或者输入记录仪器，或者经过均方根值检波器直接推动以分贝标定的指示表头[8]。
图三声级计工作原理
3.4.2测量时仪器基本工作状态
传声器设置:
距离任何反射物（地面除外）至少3.5m外测量,距地面高度1.2m以上。
必要时可置于高层建筑上,以扩大监测受声范围。
使用监测车辆测量,传声器应固定在车顶部1.2m高度处。
声级计效率计权特性:
“A”；声级计时间计权特性:
“慢”；测量时数据间隔时间:
5s。
测量时间与获取数据:
每个测量点监测17min,连续获取200个数据。
噪声监测过程中同时统计车流量,做好交通噪声监测现场记录。
3.4.3测量条件
测量应在无雨、无雪的天气条件下进行，风速为5.5m/s以上停止测量。
测量时传声器加风罩。
本实验（2005-06-13）的气象条件是多云，温度27℃——35℃，湿度50-90％,偏南风2-3级。
3.5测量方法
3.5.1监测点的选择
结合国家标准“城市环境噪声测量方法（GB3222-82）”的规定[9]，通过预调研，我们小组一致同意将主监测点选在距离中南财经政法大学北门200m处，中南民族大学侧门斜对面，测点位于人行道路上，距马路边缘20cm处。
声级计距地面的垂直距离1.2米。
具体的监测点如下图：
图四监测点的布设图
3.5.2测量时间
本实验是连续24小时监测南湖大道噪声，我们分时段段测量，噪声的测量和车流量的统计同时进行。
具体监测时间段如下表：
表一噪声监测时间段
8：
25—8:
42
9:
25—9：
42
10：
25—10：
42
11：
25—11：
42
12：
25—12：
42
13：
25—13：
42
14：
25—14：
42
15：
25—15：
42
16：
25—16：
42
17：
25—17：
42
18：
25—18：
42
19：
25—19：
42
20：
25—20：
42
21：
25—21：
42
22：
25—22：
42
23：
25—23：
42
0：
25—0：
42
1：
25—1：
42
2：
25—2：
42
3：
25—3：
42
4：
25—4：
42
5：
25—5：
42
6：
25—6：
42
7：
25—7：
42
8：
25—8:
42
3.5.3采样方式
本实验是现场监测读数，记录（包括噪声分贝数、车类型与车流量）。
定点测量，根据预调研情况，我们采用分时段测量，每个时段测量一次，每5秒钟读取一个数据，每次连续读取200个数据，同时记录车流量和车种类。
在统计车流量时我们小组的统计方法是对于车流量小的车型由一个人统计，如大型货车和中型货车；对于车流量较大的车型由两个人统计，以路中间的黄线为界，分开统计，然后相加汇总。
具体的车型分类如下表：
表二车辆分类
车型
特征
小客车
长度小于3.5m或乘坐人员小于6（不准）人
中客车
长度3.5~7m或乘员6~20人
大客车
长度大于7m或乘员大于20人
小货车
载重量小于6t
中货车
载重量6~14t
大货车
载重量大于14t（包括拖拉机）
其他车辆
摩托车和电动车
4数据处理及测量结果分析
4.1车流量分析
南湖大道连续24小时的车流量变情况如图：
图五南湖大道车辆种类比例图
图六南湖大道车流量日变化统计图
图七主监测点总车流量日变化情况
图八辅监测点车流量比例情况
图九辅监测点车流量变化情况
图十辅监测点总车流量与小客车流量的关系
从图五中我们可以看到，在主测点一天的统计中，车流量都不大，而在其中小客车占绝大部分，占80%，其次是摩托车和大客车，分别占8%和4%，接下来是中货车，占3%，最少的是大货车，仅占1%。
从图七中可以看到车流量在09点到18点之较大，22点到第二天凌晨五点车流量比较稳定，18点以后车流量逐渐减少，到22点达到小值，而其中占大部分的小客在一天之中都远远高于其它车辆，从6点之后开始增加，9点到12点达到底一次高峰期，也是全天车流量的高峰期，14点到17点达到第二次高峰期，13点出现一个极小值，小客的变化规律和总车流量的变化规律非常相似。
而从图六中我们可以看到在一天的测量中，各种车辆在白天都有先上升后下降的变化，大客在白天都处于其高峰期，小货在8点到12点和15点到18点是其高峰期，中货在9点到12点为第一次高峰期，15点到17点为第二次高峰期。
中客在一天的时间内开始时变化比较少，而后变化较快，在19点时出现最大值。
而大货相比于中客车，两者变化规律基本相同，都是开始时变化不大，后来逐渐变化增大，在20点时出现最大值。
而对辅测点，由于只测了六次因此只能反映一些情况。
由图八可知，与主测点数据相似最多的也是小客车，占到79%，其次摩托车和中货车、大客车、中客车，分别为7%和4%，最少的是大货车和小货车都是1%。
从图九可知，小货车和大货车一天的变化不大。
而中客车、大客车、中货车都是随时间变现出下降趋势，只有中客车是先上升到最大值后缓慢下降。
由图十可知小客车的变化规律与总车量的变化一致。
最终，可得出南湖大道交通车流量以小客车为主，两者的变化规律呈现相识性。
4.2噪声监测数据分析
南湖大道交通噪声个测量点的日变化情况如图：
图十一南湖大道主测点Leq的变化情况
图十二南湖大道主测点LNP的变化情况
图十三南湖大道辅测点Leq的变化情况
图十四南湖大道主测点LNP的变化情况
从图十一中我们可以看到，南湖大道白天交通噪声比较稳定，等效连续声级维持在72~75dB之间；噪声污染级维持在85~91dB之间。
晚上交通噪声波动较大，等效声级在55~71dB之间特别是下半夜变化尤为明显，在零晨4点以后达到最小值55.6dB。
这样的变化与前面分析的车流量的变化相对应，正是由于夜间车流量小，且变化较大，才使得晚上的交通噪声比白天小的多，也波动的厉害的多。
根据《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）,南湖大道属于交通干线两测区域，白天最高Leq值为75.9dB，晚上为55.6dB。
由图七可知，南湖大道两侧噪声在白天和晚上都是超标的，白天由于小客车，大客车，摩托车以及小货车车流量较多，大客车和摩托车的噪声都比较大，特别是大客车（主要是公交车，因其护理和长期的超量载人，产生的噪音很大），交通噪声较大，而夜晚20点以后车流量减少，基本上没什么车，只有少量的大货车，而且大货车的噪声远大于小客车。
在凌晨4点左右，由于车流量降到最小，而且大货车在零点也开始减少，噪声值达到最小值55.6dB，但仍然超标。
对于南湖大道的噪声衰减，我们只考虑几和发散衰减，我们将声源视为无线长线声源，根据下式：
L（r）=L（r0）-10lg（r/r0），可以算得到达居民区的噪声值。
根据我们的观测，南湖大道离居民区距离大约40m，衰减值为10lg（40/15）=4.2dB，由此可以看到白天和夜间传到居民区的噪声值仍然超标。
5造成南湖大道交通噪声污染的主要原因
5.1公交大客车和大货车的行驶噪声
公交大客车和大货车虽然车流量不是占主导地位，但其产生的噪声较其它的车型远大，特别是大货车，运载量和功率非常大，而公交车长年超量载人，马力打到最大，维护不够等，损耗较大，产生的噪声也大。
5.2摩托车行驶多
我们在统计车流量的过程中没有将摩托车归为小客车，将它单独归为其他车型。
在测量中我们明显的可以看到摩托车的数量很多，摩托车在道路的两侧行驶，产生的噪声很大，而且摩托车司机经常鸣笛。
5.3路面状况差，道路设计规划不合理
车型及路面类型对路面噪声的影响较大。
露石混凝土路面比一般刷毛混凝土路面降低约3dB的噪声，甚至比热压沥青混凝土更安静。
据调查,露石混凝土路面的降噪效果大致相当于不改变道路表面特征的情况下，车流量降低一半的降噪效果。
南湖大道是硬质水泥地，路面状况差，会带来很大的交通噪声污染。
6噪声源的控制对策
6.1限制车种类和车辆行驶速度
减少噪声大的大客车和管理好大货车在主干道上行驶问题。
禁止摩托车在主干道上行驶。
同时还要限制车辆行使速度，一般情况下，车辆行使速度每减少10km/h，噪声可减少2-3dB。
另外在交通干线道路交叉路口设置明显限速标志，保证车辆均速行使。
6.2合理设计、改造和使用车辆
降低城市交通噪声最直接有效的措施就是控制车辆本身产生的噪声,按低噪声标准进行车辆设计改造。
比如:
采用高效率排气消音器、发动机隔声罩、低噪声轮胎等。
另外,道路噪声尤其是噪声峰值,主要决定于载重汽车、公共汽车等重型车辆,因此低噪声研究的主要对象应该是这类车辆。
当然,研制开发超低噪声的新型环保车辆,如电动汽车、太阳能汽车也是我们的目标。
6.3在传播途径上控制噪声污染
6.3.1种植绿化带
树木及绿化植物形成的绿带,能有效降低噪声.在公路两侧植树绿化,是防治交通噪声的有效措施之一。
选择合适树种、植株的密度、植被的宽度,可以达到吸纳声波,降低噪声的作用
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